Альберт Скотт Кроссфилд: Первый пилот, преодолевший скорость звука вдвое

Введение

Альберт Скотт Кросфилд (2 октября 1921 – 19 апреля 2006) – американский лётчик-испытатель и офицер военно-морского флота. В 1953 году он первым в мире достиг скорости, вдвое превышающей скорость звука. Кросфилд был первым из двенадцати пилотов, совершивших полёты на североамериканском X-15, экспериментальном космическом самолёте, совместно разработанном и эксплуатируемом ВВС США и НАСА.

Ранние годы

Родился 2 октября 1921 года в Беркли, Калифорния. Скотт Кросфилд вырос в южной Калифорнии и сельской местности на юго-западе Вашингтона. Он имел норвежские корни и учился в средней школе Гарфилд в Сиэтле. С 1946 по 1950 год он работал в аэродинамической трубе Кирстена при Университете Вашингтона, одновременно получая степени бакалавра и магистра авиационной техники в 1949 и 1950 годах соответственно. Их сын, Пол Стэнли Кросфилд, родился в 1952 году, когда семья Кросфилдов проживала в Калифорнии.

Карьера в НАКА

В 1950 году Кросфилд присоединился к Национальному консультативному комитету по аэронавтике (NACA) на станции высокоскоростных полетов (позже названной NASA Dryden Flight Research Center, а затем Neil A. Armstrong Flight Research Center) на авиабазе Эдвардс, штат Калифорния, в качестве пилота-исследователя. Кросфилд продемонстрировал свои навыки летных испытаний уже во время своего первого самостоятельного вылета. Его инструктор не был доступен в назначенное раннее утро, поэтому Кросфилд самостоятельно взлетел и выполнил маневры, которые он отрабатывал с инструктором, включая вход в штопор и выход из него. Во время первого штопора Кросфилд ощутил вибрации, удары и шум в самолете, с которыми он ранее не сталкивался с инструктором. Он восстановил управление, поднялся на большую высоту и повторил вход в штопор и выход из него, получив те же вибрации, удары и шум. На третьем входе в штопор, на еще большей высоте, он оглянулся во время вращения и увидел, что дверь инструктора не зафиксирована и хлопает на ветру. Он потянулся назад, закрыл дверь и обнаружил, что все вибрации, удары и шум прекратились. Убедившись в этом, он вышел из штопора, приземлился и заправил самолет. Он также понял, что инструктор держал дверь во время отработки входа и выхода из штопора и никогда не упоминал об этой особенности. В последующие годы Кросфилд часто говорил о своем любопытстве по поводу этой аномалии во время самостоятельного штопора и о своем желании понять, что происходило и почему это случилось, как о начале своей карьеры летчика-испытателя. В течение следующих пяти лет он летал почти на всех экспериментальных самолетах, проходивших испытания в Эдвардсе, включая X-1, XF-92, X-4, X-5, Douglas D-558 I Skystreak и Douglas D-558 II Skyrocket. Во время одного из полетов на X-1 окна кабины полностью обледенели, и Кросфилд буквально летел вслепую. Проявив находчивость, он снял тапок, снял носок и сделал небольшое отверстие, чтобы видеть самолет сопровождения до самой посадки. 20 ноября 1953 года он стал первым, кто превысил скорость звука в два раза, разогнав Skyrocket до 1291 мили в час (2078 км/ч, Мах 2.005). В тот день Skyrocket D-558 II превысил расчетную конструкционную скорость на 25 процентов. К моменту ухода из Эдвардса в North American Aviation в 1955 году Кросфилд, совершив 99 полетов на ракетопланах X-1 и D-558 II, имел значительно больше опыта управления этими машинами, чем любой другой пилот в мире. В сентябре 1954 года Кросфилду пришлось совершить посадку без двигателя на North American F-100 Super Sabre, который он испытывал на станции высокоскоростных полетов (исследовательский центр Нила Армстронга). Собственные летчики-испытатели North American сомневались, что это возможно, поскольку F-100 имел высокую скорость посадки. Кросфилд выполнил идеальный заход на посадку и касание, но не смог остановить самолет на безопасном расстоянии и был вынужден использовать стену ангара NACA в качестве импровизированного тормоза, едва не задев несколько припаркованных экспериментальных самолетов ("с большой точностью", как он позже иронично заметил). Кросфилд не пострадал, и F-100 был впоследствии отремонтирован и возвращен в строй. Кросфилд покинул NACA в 1955 году.

In 1950, Crossfield joined the National Advisory Committee for Aeronautics' (NACA) High Speed Flight Station (later named the NASA Dryden Flight Research Center and then the Neil A. Armstrong Flight Research Center) at Edwards Air Force Base, California, as an aeronautical research pilot. Crossfield demonstrated his flight test skills on his very first student solo. His instructor was not available on the designated early morning, so Crossfield, on his own, took off and went through maneuvers he had practiced with his instructor, including spin entry and spin recovery. During the first spin, Crossfield experienced vibrations, banging, and noise in the aircraft that he had never encountered with his instructor. He recovered, climbed to a higher altitude, and repeated his spin entry and spin recovery, getting the same vibration, banging and noise. On his third spin entry, at yet an even higher altitude, he looked over his shoulder as he was spinning and observed the instructor's door disengaged and flapping in the spin. He reached back, pulled the door closed, and discovered all the vibrations, banging and noise stopped. Satisfied, he recovered from the spin, landed, and fueled the airplane. He also realized his instructor had been holding the door during their practice spin entries and recoveries, and never mentioned this door quirk. In later years, Crossfield often cited his curiosity about this solo spin anomaly and his desire to analyze what was going on and why it happened, as the start of his test pilot career. Over the next five years, he flew nearly all of the experimental aircraft under test at Edwards, including the X 1, XF 92, X 4, X 5, Douglas D 558 I Skystreak, and the Douglas D 558 II Skyrocket. During one of his X 1 flights, the cockpit windows completely frosted and Crossfield was literally flying blind. Ever resourceful, he removed a loafer, took off his sock, and created a peep hole to reference his chase plane wingman all the way to landing. On November 20, 1953, he became the first to fly at twice the speed of sound as he piloted the Skyrocket to a speed of 1,291 mph (2,078 km/h, Mach 2.005). The Skyrocket D 558 II surpassed its intended design speed by 25 percent on that day. With 99 flights in the rocket powered X 1 and D 558 II, Crossfield had—by a wide margin—more experience with rocketplanes than any other pilot in the world by the time he left Edwards to join North American Aviation in 1955. In September 1954, Crossfield was forced to make a deadstick landing in the North American F 100 Super Sabre he was evaluating at the High Speed Flight Station (the Neil A. Armstrong Flight Research Center), a feat which North American's own test pilots doubted could be done, as the F 100 had a high landing speed. Crossfield made a perfect approach and touchdown, but was unable to bring the unpowered aircraft to a halt in a safe distance, and was forced to use the wall of the NACA hangar as a makeshift brake after narrowly missing several parked experimental aircraft ("with great precision," as he later wryly joked). Crossfield was uninjured, and the F 100 was later repaired and returned to service. Crossfield left NACA in 1955.

Карьера в авиации Северной Америки

В качестве главного инженерного летчика-испытателя компании North American, Кроссфилд сыграл ключевую роль в проектировании и разработке X-15 и его систем. Когда аппарат был готов к полетам, его задачей было продемонстрировать его летную годность на скоростях до 3 Маха (2290 миль в час). Поскольку X-15 и его системы были непроверенными, эти испытания считались крайне опасными. Кроссфилд выполнил 14 из 199 летных испытаний X-15, и большинство из них были направлены на определение и подтверждение первоначальных ключевых параметров. Кроссфилд был вовлечен в разработку X-15 с самого начала и внедрил множество инноваций, включая размещение органов управления двигателем ракетного самолета в кабине пилота. Ранее все корректировки двигателя выполнялись техниками на земле на основе данных о профилях полета. В этот период Кроссфилд участвовал в проекте ВВС США «Man In Space Soonest». 8 июня 1959 года он совершил первый полет аппарата – беспилотный планирующий полет с высоты 37 550 футов. Полет проходил с осложнениями, поскольку системы управления полетом были настроены неправильно. При попытке посадить X-15 без топлива, Кроссфилд столкнулся с тем, что он описал как «классическое PIO» – колебания, вызванные действиями пилота. Ему удалось посадить X-15 на пустынную взлетно-посадочную полосу, находясь в одной из сильнейших фаз колебаний, сохранив себя и конструкцию самолета. 17 сентября 1959 года он совершил первый полет с работающим двигателем. Из-за задержек в разработке мощного двигателя XLR 99 тягой 57 000 фунтов силы (254 кН), первые полеты были выполнены с использованием пары промежуточных ракетных двигателей XLR 11. Вскоре после старта во время третьего полета один из этих двигателей взорвался. Не имея возможности сбросить топливо, Кроссфилд был вынужден совершить аварийную посадку, в результате которой избыточная нагрузка сломала фюзеляж самолета сразу за кабиной пилота. Он не получил травм, и самолет был отремонтирован. 8 июня 1960 года он снова оказался в опасной ситуации во время наземных испытаний двигателя XLR 99. Он находился в кабине X-15 №3, когда неисправный клапан вызвал катастрофический взрыв. Вновь он не пострадал, благодаря доктору Тоби Фридману, медицинскому директору NAA, который вскрыл кабину, чтобы спасти его. Несмотря на то, что впоследствии было рассчитано, что он испытал перегрузку около 50 G (хотя Кроссфилд заявил в документальном сериале Discovery Channel «Frontiers of Flight», что после аварии у него начались серьезные проблемы с ночным зрением), самолет был полностью восстановлен. 15 ноября того же года он совершил первый полет X-15 с двигателем XLR 99. Через два полета, 6 декабря, он успешно завершил демонстрационную программу North American, выполнив свой последний полет на X-15. Хотя он надеялся в конечном итоге вывести один из аппаратов в космос, ВВС США не разрешили этого, отдав строгий приказ: «Оставайтесь в атмосфере, не выходите в космос». Всего он совершил 16 полетов в составе связки (к самолету-носителю B-52), один планирующий полет и 13 полетов с работающим двигателем на X-15. Вывод X-15 из эксплуатации (из-за сокращения финансирования) после рекордного полета на скорости 6,70 Маха (4520 миль в час) побудил пилота Пита Найта отметить, что он бы разогнал его до еще более высоких скоростей, если бы знал, что это последний полет. В своих выступлениях перед различными авиационными группами Кроссфилд назвал X-15 одним из немногих самолетов, которые заставили взрослых мужчин плакать при его уходе на пенсию. Он остался в North American в качестве директора по системам тестирования и контроля качества в подразделении космических и информационных систем компании, где он руководил обеспечением качества, инженерным обеспечением надежности и системными испытаниями для таких программ, как командные и сервисные модули Apollo и ускоритель Saturn S II. В 1966 году он стал техническим директором подразделения по исследованиям и испытаниям.

As chief engineering test pilot for North American, Crossfield played a major role in the design and development of the North American X 15 and its systems. Once it was ready to fly, it was his job to demonstrate its airworthiness at speeds ranging up to Mach 3 (2,290 mph). Because the X 15 and its systems were unproven, these tests were considered extremely hazardous. Crossfield flew 14 of the 199 total X 15 flight tests with most of these tests establishing and validating initial key parameters. Crossfield was not only involved with the design of X 15 from the beginning, but introduced many innovations, including putting engine controls of the rocket plane into the cockpit. Previously, all engine adjustments resulted from technicians making adjustments on the ground based upon results of flight profiles. It was during this time that Crossfield was part of the U. S. Air Force's Man In Space Soonest project. On June 8, 1959, he completed the airplane's first flight, an unpowered glide from 37,550 feet. The flight was troubled as the flight controls had not been set up properly. As Crossfield attempted to land the unfueled X 15, it went into what Crossfield described as "a classic PIO" or pilot induced oscillation. He managed to set down the X 15 on the desert runway at the bottom of one of the severe oscillations saving himself and the airframe. On September 17, 1959, he completed the first powered flight. Because of delays in the development of the X 15's mammoth 57,000 pounds force (254 kN) thrust XLR 99 engine, the early flights were completed with a pair of interim XLR 11 rocket engines. Shortly after launch on his third flight, one of these engines exploded. Unable to jettison his propellants, Crossfield was forced to make an emergency landing during which the excessive load on the aircraft broke its back just behind the cockpit. He was uninjured and the airplane was repaired. On June 8, 1960, he had another close call during ground tests with the XLR 99 engine. He was seated in the cockpit of the No. 3 X 15 when a malfunctioning valve caused a catastrophic explosion. Once again he was uninjured as Dr. Toby Freedman, NAA Medical Director, pried open the cockpit to save him and despite being subjected to a later calculated acceleration force of near 50 Gs (although Crossfield stated in the Discovery Channel's series Frontiers of Flight that he began to have debilitating issues with his night vision after the accident) and the airplane was completely rebuilt. On November 15 of the same year, he completed the X 15's first powered flight with the XLR 99 engine. Two flights later, on December 6, he brought North American's demonstration program to a successful conclusion as he completed his final flight in the X 15. Although it had been his hope to eventually pilot one of the craft into space, the USAF would not allow it, and gave strict orders which basically amounted to "stay in the sky, stay out of space." Altogether, he completed 16 captive flights (mated to the B 52 launch aircraft), one glide flight and 13 powered flights in the X 15. The retirement of the X 15 (due to funding cutbacks) after its record setting Mach 6.70 (4,520 mph) flight prompted pilot Pete Knight to remark that he would have pushed it to even faster speeds if he knew it was the last flight. In his remarks to a number of aviation groups, Crossfield cited the X 15 as one of few aircraft that caused grown men to cry upon its retirement. He remained at North American as systems director of test and quality assurance in the company's Space and Information Systems Division where he oversaw quality, reliability engineering and systems test activities for such programs as the Apollo command and service modules and the Saturn S II booster. In 1966, he became the division's technical director for research engineering and test.

Гражданская карьера

В 1961 году Кросфилд стал директором отдела испытаний и обеспечения качества проекта "Парапланер" компании NAA. В 1967 году Кросфилд присоединился к авиакомпании Eastern Air Lines, где занимал должность вице-президента по исследованиям и разработкам, а затем – вице-президента штаба, работая с военными и гражданскими ведомствами США над технологиями управления воздушным движением. В 1974–1975 годах он работал в Hawker Siddeley в качестве старшего вице-президента, поддерживая деятельность, связанную с HS146, в Соединенных Штатах. В 1977 году он присоединился к Комитету Палаты представителей США по науке и технологиям, где до выхода на пенсию в 1993 году служил техническим советником по всем аспектам исследований и разработок в области гражданской авиации и стал одним из ведущих сторонников возрождения исследовательской программы авиационных самолетов в стране. В 1986 году этот комитет Палаты представителей назначил Кросфилда членом рабочей группы, которой было поручено расследовать катастрофу космического шаттла "Челленджер". В публичной лекции 2000 года Кросфилд описал, что для аэронавтических расчетов и проектирования X-15 требовалась вычислительная мощность, занимавшая четыре комнаты размером 3 на 3,6 метра. Он добавил, что сегодня те же самые расчеты можно выполнить на ноутбуке. Он также намекнул, что Берт Рутан и его компания Scaled Composites проводили новаторские работы над частным самолетом, способным взлетать из аэропорта, выходить в космос и возвращаться в тот же аэропорт. В 2004 году White Knight вывел SpaceShipOne на успешный запуск и завоевание Ansari X Prize, что стало первой попыткой самолета после закрытия программы X-15.

Поздние годы

Кроссфилда сыграл Скотт Уилсон в фильме 1983 года «Что нужно для полёта» (The Right Stuff). Кроссфилд был соавтором книги «Always Another Dawn» – истории о пилоте-испытателе ракетных двигателей, написанной в соавторстве с Клэем Блэром-младшим, и автором книги «Вперёд и вверх! Исследовательские самолёты, акт II» («Onward and Upward» Research Airplanes, Act II). В 1986 году он учредил и финансировал премию имени А. Скотта Кросфилда «Учитель года в области аэрокосмического образования», которая ежегодно вручается под эгидой Гражданского воздушного патруля на Национальном конгрессе по аэрокосмическому образованию, позднее переименованном в Национальную конференцию по аэрокосмическому образованию (NCASE). После его смерти в 2006 году и перехода NCASE с ежегодного на двухгодичный цикл проведения, дочь Кросфилда, Салли Кросфилд Фарли, перенесла вручение премии в Национальный зал авиационной славы, где она проходит во время торжественной церемонии посвящения новых членов в июле в Дейтоне, штат Огайо. В документальном сериале «Frontiers of Flight» на канале Discovery Channel в 1991 году Кроссфилд заявил, что, «вероятно, он провёл больше времени в центрифуге, в скафандрах и барокамерах, чем кто-либо другой». 20 апреля власти подтвердили обнаружение его тела в обломках самолёта в отдалённом районе Людвилла округа Пикенс, штат Джорджия. В этом районе в момент потери радио- и радиолокационной связи с самолётом Кросфилда бушевали сильные грозы, что позволило предположить разрушение самолёта в воздухе. Кроссфилд возвращался с авиабазы Максвелл в Монтгомери, штат Алабама, где он прочитал лекцию для курса молодых офицеров ВВС, проходящих базовый курс воздушно-космической подготовки. Его похоронная церемония состоялась на Арлингтонском национальном кладбище 15 августа 2006 года. 27 сентября 2007 года Национальный совет по безопасности на транспорте опубликовал отчёт, в котором указал вероятную причину крушения: «Неполучение пилотом актуальной информации о погоде по маршруту, что привело к продолжению полёта по приборам в зоне обширной конвективной активности, а также неспособность диспетчера воздушного движения оказать помощь в обходе неблагоприятных погодных условий, как того требуют директивы Федерального управления гражданской авиации, что в совокупности привело к попаданию самолёта в зону сильной грозы и последующей потере управления».

Crossfield was played by Scott Wilson in the 1983 film The Right Stuff. Crossfield co authored Always Another Dawn, a story of a rocket test pilot, with Clay Blair Jr, and authored "Onward and Upward" Research Airplanes, Act II. In 1986 he created and funded the A. Scott Crossfield Aerospace Education Teacher of the Year Award presented annually under the stewardship of the Civil Air Patrol during the National Congress on Aerospace Education later called the National Conference on Aerospace Education (NCASE). After his death in 2006 and the shift of NCASE from an annual to biannual conference, Crossfields's daughter, Sally Crossfield Farley, moved the award to the National Aviation Hall of Fame where it is presented during the Enshrinement Weekend each July in Dayton, Ohio. In the 1991 Discovery Channel series Frontiers of Flight, Crossfield judged he " probably had more centrifuge time, pressure suit time and pressure chamber time and all of that than any man alive." On April 20, authorities confirmed his body was found in the wreckage of his plane in a remote area of Ludville in Pickens County Georgia. There were severe thunderstorms in the area when air traffic controllers lost radio and radar contact with Crossfield's plane. suggesting that the plane broke up while it was still in the air. Crossfield was returning from Maxwell Air Force Base, Montgomery, Alabama, where he had given a speech to a class of young Air Force officers attending the Air and Space Basic Course. His funeral ceremony was held at the Arlington National Cemetery on August 15, 2006. On September 27, 2007, the National Transportation Safety Board issued a report stating the probable cause of his crash to be as follows: "The pilot's failure to obtain updated en route weather information, which resulted in his continued instrument flight into a widespread area of severe convective activity, and the air traffic controller's failure to provide adverse weather avoidance assistance, as required by Federal Aviation Administration directives, both of which led to the airplane's encounter with a severe thunderstorm and subsequent loss of control."

Почести

Кроссфилд получил премию Лоуренса Сперри (1954), премию Октава Шанута (1954), премию Ивена К. Кинчело (1960), премию Американского ракетного общества (ARS) по космонавтике (1960), Международный трофей Гармона (1961 в Белом доме, вручен президентом Джоном Ф. Кеннеди), трофей Коллиера (1961 в Белом доме, вручен президентом Кеннеди в 1962), премию Джона Дж. Монтгомери (1962), медаль NASA за выдающиеся заслуги перед обществом (1993) и был удостоен звания почетного члена Американского института аэронавтики и космонавтики (AIAA) (1999). Кроссфилд – единственный американец, удостоенный чести быть награжденным в Белом доме за вклад в развитие аэронавтики или любой другой области науки более одного раза, и тем более два года подряд. Он был включен в Международный аэрокосмический зал славы (1965), Национальный зал славы авиации (1983), Международный зал славы космонавтики (1988), Зал славы авиации штата Вирджиния (1998), Аэрокосмическую аллею славы (1990), Мемориальную премию Глена А. Гилберта (1990), Золотую медаль FAI (1994) и Трофей Национального музея воздухоплавания и космонавтики (2000). Посмертно он был награжден премией Хойта С. Ванденберга, дипломом Поля Тиссандье, премией Виктора А. Пратера и премией Дональда Д. Энгена. В его честь была названа начальная школа недалеко от его последнего места жительства в Херндоне, штат Вирджиния (город к северо-востоку от международного аэропорта Даллес). Лента, названная в его честь, является одной из наград за аэрокосмическое образование в программе для старших членов Гражданского воздушного патруля. Терминал аэропорта Чехалис-Централия (CLS) в штате Вашингтон носит его имя. Он также больше всего гордился премией имени А. Скотта Кросфилда «Учитель года в области аэрокосмического образования», которая ежегодно вручается на так называемой «Ночи Оскара» в авиации – ежегодной церемонии посвящения в Национальный зал славы авиации, проводимой каждый год в конце июля в Дейтоне, штат Огайо. В 1982 году Кроссфилд получил почетную степень доктора наук Технологического института Флориды.

Наследие

Хотя его прославляли как смелого летчика-испытателя, он утверждал, что его настоящая профессия – инженер. "Я – инженер-аэронавт, аэродинамик и конструктор. Я летал в основном потому, что считал это необходимым для проектирования и создания лучших самолетов для пилотов". В 23-м веке вселенной "Звездного пути" Кросфилд удостоен чести классом звездолетов "Кросфилд", одним из которых является USS Discovery (NCC 1031) – основное место действия сериала "Звездный путь: Открытие".